基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法技术

技术编号:14347892 阅读:70 留言:0更新日期:2017-01-04 18:31
本发明专利技术公开了一种基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,该方法包括以下步骤:一:通过全息路网反馈交通流实时状况进行交叉口建模,二:分析交叉口入口车流转向均衡度与可变导向车道利用率,三:建立可变导向车道交叉口上游车辆平滑过渡模式,四:进行联动控制潮汐拥堵交叉口可变车道导向,本发明专利技术调节路段交通流方向不均衡性为目标,进行交叉口进口车流转向不均衡特性与可变导向车道的有效控制;提出面向道路网络交通节点和关键路段中观、微观层面的交通资源时空协同管理,建立可变导向车道交叉口上游车辆平滑过渡模式,实现潮汐拥堵交叉口可变导向车道设置与诱导控制方法,提升城市道路交通资源从供给侧结构性改革的实效性应用水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通控制与管理
,具体的说是涉及一种基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,对于潮汐拥堵交叉口与关键路段可实现可变导向车道新的控制模式。
技术介绍
进入21世纪,可变导向车道技术的应用热点主要集中在极端气候条件下,交通流的紧急疏散。2004年,在对美国49个州可变导向车道实施情况调查发现,几乎所有大城市和一些中小城市都应用了可变导向车道技术。可变导向车道是指进入该车道后有不止一个车道走向,有的交叉口情况允许右转和直行(即右转和直行合并为一个车道),或者调头和左转合并为一个车道(一般用于左侧车道)。可变导向车道有着灵活性,不同于普通的车道指示线,只要进入车道直行就是直行,左转就是左转。2000年以来,上海市在四平路上率先应用可变导向车道技术,并在沿线相关路段的交叉口配合实施机动车禁左转向措施。2003年,上海市在外环越江隧道上设置了可变导向车道,通过自主设计的隔离护栏改变车道布局。2004年,沈阳珠江桥实施可变导向车道,并在珠江桥两侧距桥30米处设置提示牌。2005年,杭州北山路与保俶路交叉口实施可变导向车道。2008年,贵阳都司高架桥实施可变导向车道,是国内在完整路段上首次实施可变导向车道的交通组织管理方案;同年,苏州在竹辉路与南园路交叉口实施可变导向车道。2011年,无锡在莼湖达到与周新路交叉口实施可变导向车道;同年,长沙市韶山路实施可变导向车道,驾驶员通过车道上方绿色信号灯提示车辆的行驶;兰州市南滨河东路平沙落雁至金昌路北口段也实施了第一条600米长的可变导向车道。2012年,济南市在舜华路实施可变导向车道。从此以后,北京市、深圳市、大连市、重庆市、广州市城市也开始应用可变导向车道技术。国内、外学者提出了若干种交通控制子区/交叉口可变导向车道范围界定算法、过饱和状态及识别算法、瓶颈潮汐路段判别算法、交通控制策略及智能算法,在一定程度上缓解了城市道路网络的交通拥堵。但是,现有的研究对过饱和状态下交叉口可变导向车道交通特性及容量本质特性多为定性分析,未能见到定量化的揭示其特点;提出的交通控制策略多为针对实际问题的解决方案,不具备普适性;对应的信号控制模型及算法也多为单点交叉口处理论探索,未能在城市道路网络实时动态交通流环境中进行宏观层面的验证应用。现有技术的缺点主要表现在以下几个方面:交叉口协调控制范围未能体现可变导向车道交通关联性的实时动态变化:既有研究已经认识到交叉口可变导向车道的关联特征不仅受交叉口间距的影响,还与车流分布特征、信号控制方案交叉口的交通运行特性有关。在实际工程运行使用中,交叉口可变导向车道和交通协调控制范围都是动态变化的,而传统交叉口范围确定方法智能化程度不高,只根据历史数据静态划分,且未考虑道路网络的拓扑关系,需要对交叉口关联性特征以及交叉口可变导向车道范围的判断进行从新认识。交叉口可变导向车道过饱和状态难以识别:过饱和状态交叉口可变导向车道中交通需求大于其通行能力,交叉口的排队过长甚至溢出,使常规交通检测方法不能准确检测实时交通运行数据。因过饱和状态的交通控制策略和稳态的交通控制策略不同,如果不能准确识别过饱和状态起始时间,将影响交通控制优化算法应用效果。应用实时动态交通运行数据分析交叉口可变导向车道过饱和状态在时空范围内的变化特性,设计过饱和状态识别算法是交通信号协调控制的基础。缺乏定量分析过饱和状态关键路径的方法:将交叉口可变导向车道作为整体进行信号协调控制,已经获得学者的认同与关注,但是已有交通控制策略通常以全局优化或关键交叉口整治为主,在优化过程中选取的协同路径一般为人工指定,未能对交叉口范围内的关键路径的识别与分级进行系统研究与应用。为优化过饱和状态交叉口可变导向车道交通控制结构,针对瓶颈路段建立交通控制模型,应结合交叉口可变导向车道关联特性从道路网络中提取交通负荷过载的关键路径,并对所有可行路径进行分级。针对交叉口可变导向车道的瓶颈路段,应用过饱和状态交通控制策略,依据实时动态交通运行状况优化信号控制方案,是缓解交叉口可变导向车道过饱和状态可行方法。交通协调控制算法未能根据过饱和状态交叉口可变导向车道交通特性优化:交叉口可变导向车道要求交通信号控制系统必须兼顾相邻交叉口之间的协调性,优化高密度道路网络内所有信号交叉口的信号控制方案。此外,由于交叉口可变导向车道相邻交叉口间距小,相邻交叉口之间交通流相互影响较大。在对过饱和状态下交叉口可变导向车道的关键路径识别上,应用动态、静态协同的分层信号配时算法,分交叉口层、关键路径层、单点交叉口层,优化整个交叉口可变导向车道的控制方案,是缓解交叉口过饱和状态有效可行途径。
技术实现思路
针对现有技术中的不足,本专利技术要解决的技术问题在于提供了一种基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法。为解决上述技术问题,本专利技术通过以下方案来实现:基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,该方法包括以下步骤:步骤一:通过全息路网反馈交通流实时状况进行交叉口建模,该交叉口建模是通过路网中各类视频流类、传感类、数据类实时动态反馈交叉口动态交通流真实情况,对采集区域的影像拼接、融合,形成数据特征;所述交叉口建模包括以下步骤:1)、从交叉口几何拓扑特性、道路空间特性、交通流特性、交通信号控制特性了解交叉口的交通特性,寻找交叉口中交通流的变化特征;2)、分析交叉口潮汐拥堵的诱发因素,确定交叉口溢流、绿灯空放、滞留排队对于交叉口交通拥堵的影响,确定过饱和状态形成的过程;3)、确定分析城市道路交叉口交通运行状态所需要的交通参数,比较分析各种交通运行信息采集方法的优缺点及对过饱和状态交通信号控制的适应性;步骤二:分析交叉口入口车流转向均衡度与可变导向车道利用率,设置可变导向车道检测器,所述可变导向车道检测器获取车道占用情况、占有率、流量数据,分析不同转向车流是否存在明显的不均衡差异;所述可变导向车道检测器还用于测得各转向的交通流,重新确定各相位的交通流量比,依据新的流量比来配置合适的相位组合、信号周期、绿灯时间;步骤三:建立可变导向车道交叉口上游车辆平滑过渡模式,设置交叉口上游检测器,以实现可变导向车道转向功能的自动触发;还设置有双停车线及预信号控制,通过预信号设置为红灯,欲进入可变导向车道的车辆在第二排停车线后待;步骤四:进行联动控制潮汐拥堵交叉口可变车道导向,对交叉口可变车道信号进行配时设计,其中,所述对交叉口可变车道信号进行配时设计包括低饱和状态下信号配时设计和高饱和状态下信号配时设计,依据设置可变导向车道后重交通流进口车道关键车流是否饱和来划分。进一步的,步骤一中,所述视频流类至少包括道路监控视频类、违法取证视频类、车牌识别类、无人机采集路网视频监控类;所述传感类至少包括地磁检测类、线圈检测类、微波雷达检测类、RFID检测类、蓝牙采集器类;所述数据类至少包括车辆GPS终端数据、手机类OD路径、移动终端数据类。进一步的,步骤三中,所述交叉口上游检测器包括第一排检测器和第二排检测器;所述第一排检测器负责检测车辆是否发生二次排队,为可变导向车道自适应控制或者信号配时策略的调整提供依据;所述第二排检测器的触发约束可变导向车道功能发生转变的触发条件,并为可变导向车道自适应控制的触发时刻的选择提供数据支持。进一步的,步骤四中:在低饱和状态本文档来自技高网
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基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法

【技术保护点】
基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一:通过全息路网反馈交通流实时状况进行交叉口建模,该交叉口建模是通过路网中各类视频流类、传感类、数据类实时动态反馈交叉口动态交通流真实情况,对采集区域的影像拼接、融合,形成数据特征;所述交叉口建模包括以下步骤:1)、从交叉口几何拓扑特性、道路空间特性、交通流特性、交通信号控制特性了解交叉口的交通特性,寻找交叉口中交通流的变化特征;2)、分析交叉口潮汐拥堵的诱发因素,确定交叉口溢流、绿灯空放、滞留排队对于交叉口交通拥堵的影响,确定过饱和状态形成的过程;3)、确定分析城市道路交叉口交通运行状态所需要的交通参数,比较分析各种交通运行信息采集方法的优缺点及对过饱和状态交通信号控制的适应性;步骤二:分析交叉口入口车流转向均衡度与可变导向车道利用率,设置可变导向车道检测器,所述可变导向车道检测器获取车道占用情况、占有率、流量数据,分析不同转向车流是否存在明显的不均衡差异;所述可变导向车道检测器还用于测得各转向的交通流,重新确定各相位的交通流量比,依据新的流量比来配置合适的相位组合、信号周期、绿灯时间;步骤三:建立可变导向车道交叉口上游车辆平滑过渡模式,设置交叉口上游检测器,以实现可变导向车道转向功能的自动触发;还设置有双停车线及预信号控制,通过预信号设置为红灯,欲进入可变导向车道的车辆在第二排停车线后待;步骤四:进行联动控制潮汐拥堵交叉口可变车道导向,对交叉口可变车道信号进行配时设计,其中,所述对交叉口可变车道信号进行配时设计包括低饱和状态下信号配时设计和高饱和状态下信号配时设计,依据设置可变导向车道后重交通流进口车道关键车流是否饱和来划分。...

【技术特征摘要】
1.基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一:通过全息路网反馈交通流实时状况进行交叉口建模,该交叉口建模是通过路网中各类视频流类、传感类、数据类实时动态反馈交叉口动态交通流真实情况,对采集区域的影像拼接、融合,形成数据特征;所述交叉口建模包括以下步骤:1)、从交叉口几何拓扑特性、道路空间特性、交通流特性、交通信号控制特性了解交叉口的交通特性,寻找交叉口中交通流的变化特征;2)、分析交叉口潮汐拥堵的诱发因素,确定交叉口溢流、绿灯空放、滞留排队对于交叉口交通拥堵的影响,确定过饱和状态形成的过程;3)、确定分析城市道路交叉口交通运行状态所需要的交通参数,比较分析各种交通运行信息采集方法的优缺点及对过饱和状态交通信号控制的适应性;步骤二:分析交叉口入口车流转向均衡度与可变导向车道利用率,设置可变导向车道检测器,所述可变导向车道检测器获取车道占用情况、占有率、流量数据,分析不同转向车流是否存在明显的不均衡差异;所述可变导向车道检测器还用于测得各转向的交通流,重新确定各相位的交通流量比,依据新的流量比来配置合适的相位组合、信号周期、绿灯时间;步骤三:建立可变导向车道交叉口上游车辆平滑过渡模式,设置交叉口上游检测器,以实现可变导向车道转向功能的自动触发;还设置有双停车线及预信号控制,通过预信号设置为红灯,欲进入可变导向车道的车辆在第二排停车线后待;步骤四:进行联动控制潮汐拥堵交叉口可变车道导向,对交叉口可变车道信号进行配时设计,其中,所述对交叉口可变车道信号进行配时设计包括低饱和状态下信号配时设计和高饱和状态下信号配时设计,依据设置可变导向车道后重交通流进口车道关键车流是否饱和来划分。2.根据权利要求1所述的基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,其特征在于,步骤一中,所述视频流类至少包括道路监控视频类、违法取证视频类、车牌识别类、无人机采集路网视频监控类;所述传感类至少包括地磁检测类、线圈检测类、微波雷达检测类、RFID检测类、蓝牙采集器类;所述数据类至少包括车辆GPS终端数据、手机类OD路径、移动终端数据类。3.根据权利要求1所述的基于全息路网潮汐交通流可变车道控制方法,其特征在于,步骤三中,所述交叉口上游检测器包括第一排检测器和第二排检测器;所述第一排检测器负责检测车辆是否发生二次排队,为可变导向车道自适应控制或者信号配时策略的调整提供依据;所述第二排检测器的触发约束可变导向车道功能发生转变的触发条件,并为可变导向车道自适应控制的触发时刻的选择提供数据支持。4.根据权利要求1所述的基于全息路...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈乙周陈乙利庄杰黎忠华武琴
申请(专利权)人:深圳榕亨实业集团有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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